Đồ án nghiên cứu hộp số toyora 4GR FSE và ứng dụng trong xây dựng bài thực hành về hệ thống truyền động ô tô

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp em nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy mơn Cơng Nghệ Ơtơ Hệ Thống Cảm Biến, bạn bè gia đình Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy mơn Cơng Nghệ Ơtơ Hệ Thống Cảm Biến thuộc trường Đại học Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ em suốt trình học tập Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Th.S Trần Trung Dũng thầy quan tâm, bảo, hướng dẫn em tận tình suốt trình em thực đồ án Cuối em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè ln quan tâm, động viên giúp đỡ để em hồn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Lê Thế Thắng LỜI CAM ĐOAN - Đồ án tốt nghiệp thành từ nghiên cứu hoàn toàn thực tế sở số liệu thực tế thực theo hướng dẫn giáo viên hướng dẫn - Cam đoan nội dung đồ án không chép nội dụng từ đồ án khác sản phẩm đồ án em nghiên cứu xây dựng nên - Mọi tham khảo sử dụng đồ án trích dẫn nguồn tài liệu báo cáo danh mục tài liệu tham khảo -Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế nhà trường, xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016 Sinhviên Lê Thế Thắng MỤC LỤC MỤC LỤC iii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ 1.1 Định nghĩa hộp số ô tô 1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu .2 1.2.1 Công dụng .2 1.2.2 Phân loại hộp số 1.2.3 Yêu cầu hộp số CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TOYOTA 4GR-FSE 11 2.1 Cấu tạo phân hộp số toyota 4GR-FSE 11 2.1.1 Bộ biến mô 11 2.1.2 Bộ truyền động bánh hành tinh .23 2.2 Bộ điều khiển thủy lực hệ thống van thủy lực .41 2.2.1 Bộ điều khiển thủy lực 41 2.2.2 Hệ thống van 43 CHƯƠNG 3: XÂY XỰNG BÀI THỰC HÀNH 50 VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG Ô TÔ 50 3.1 Giới thiệu modul 4GR-FSE 50 3.2 Xây dựng thực hành modul 4GR-FSE 53 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 76 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cấu tạo hộp số vô cấp [2] Hình 1.2: Cấu tạo bên hộp số sàn động ô tô [2] Hình 1.3: Cấu trúc hộp số ly hợp kép [2] Hình 1.4: Hộp số ly hợp kép [2] Hình 1.5: Cấu tạo hộp số tự động [2] Hình 1.6: Đường cong đặc tính truyền động [6] Hình 1.7: Tỷ số truyền hộp số [6] 10 Hình 2.1: Cấu tạo hộp số tự động Toyota 4GR-FSE [3] 11 Hình 2.2: Bộ biến mơ Toyota 4GR-FSE [1] 11 Hình 2.3: Bánh bơm [1] 12 Hình 2.4: Bánh tua bin [1] 13 Hình 2.5: Hoạt động khớp chiều [1] 14 Hình 2.6: Cơ cấu li hợp khóa biến mơ [1] 15 Hình 2.7: Cơ cấu vận hành biến mô [1] 15 Hình 2.8: Sự nhả khớp biến mô [1] 16 Hình 2.9: Sự ăn khớp khóa biến mơ [1] 17 Hình 2.10: Sự truyền mơ men [1] 18 Hình 2.11: Khuếch đại mô-men [1] 18 Hình 2.12: Hoạt động biến mô [1] 19 Hình 2.13: Xe bắt đầu chuyển động [1] 20 Hình 2.14: Tỷ số truyền momen hiệu suất truyền [1] 21 Hình 2.15: Tỷ số truyền hiệu suất truyền [1] 22 Hình 2.16: Chức khớp chiều stato [1] 23 Hình 2.17: Cụm bánh hành tinh [3] 24 Hình 2.18: Cấu tạo bánh hành tinh [1] 25 Hình 2.19: Ngun lí vận hành [1] 25 Hình 2.20: Cơ cấu giảm tốc [1] 26 Hình 2.21: Đảo chiều [1] 27 Hình 2.22: Nối trực tiếp [1] 28 Hình 2.23: Tăng tốc [1] 29 Hình 2.24: Ngun lí hoạt động số bánh hành tinh [1] 30 Hình 2.25: Nguyên lí hoạt động số bánh hành tinh [1] 31 Hình 2.26: Nguyên lý hoạt động số bánh hành tinh [1] 31 Hình 2.27: Nguyên lý hoạt động số lùi bánh hành tinh [1] 32 Hình 2.28: Phanh hộp số Toyota 4GR-FSE [1] 34 Hình 2.29: Hoạt động phanh dài (B1) [1] 35 Hình 2.30: Phanh kiểu nhiều đĩa ướt B2,B3 [1] 36 Hình 2.31: Hoạt động phanh kiểu nhiều đĩa ướt B2,B3 [1] 37 Hình 2.32: Cấu tạo li hợp [1] 38 Hình 2.33: Hoạt động li hợp [1] 39 Hình 2.34: Hoạt động nhả khớp C1 [1] 40 Hình 2.35: Bộ điều khiển thủy lực [3] 41 Hinh 2.36: Cơ chế chuyển số tự động [3] 42 Hình 2.37: Sơ đồ khối điều khiển thủy lực [3] 42 Hình 2.38: Thân van [3] 43 Hình 2.39: Van điều khiển [3] 45 Hình 2.40: Van điều áp sơ cấp [3] 45 Hình 2.41: Van điều áp thứ cấp [3] 46 Hình 2.42 :Van bướm ga [3] 46 Hình 2.43: Van chuyển số 1-2 [3] 47 Hình 2.44: Van chuyển số 2-3 [3] 48 Hình 2.45: Van chuyển số 3-4 [3] 49 Hình 3.1: Mặt trước modul 4GR-FSE 50 Hình 3.2: Modul 4GR-FSE nhìn ngang 51 Hình 3.3: Modul 4GR-FSE nhìn từ phía sau 52 Hình 3.4: Máy G-Scan 54 Hình 3.5: Cổng kết nối với máy G-SCAN 55 Hình 3.6: Máy G-SCAN chế độ chọn vào mục Toyota 56 Hình 3.7: Máy G-SCAN chọn chế độ MARKX 56 Hình 3.8: Chọn vào GRX120 57 Hình 3.9: Chọn 4GR-FSE 57 Hình 3.10: Chọn vào DATA 58 Hình 3.11: Kết đo hiển thị hình 58 Hình 3.12: Sơ đồ mạch điều khiển hộp số Toyta 4GR-FSE [7] 59 Hình 3.13: Các cổng kết nối modul 4GR-FSE 60 Hình 3.14: Dạng sóng SL2 [7] 64 Hình 3.15: Dạng sóng SLU [7] 64 Hình 3.16: Dạng sóng NT [7] 65 Hình 3.17: Dạng sóng SP2 [7] 66 Hình 3.18: Dạng sóng SL1 [7] 66 Hình 3.19: Dạng sóng SLT [7] 67 Hình 3.20: Đồng hồ số 68 Hình 3.21: Thao tác nối cực âm đồng hồ số với cổng kết nối B 68 Hình 3.22: Thao tác nối cực dương đồng hồ số với cổng kết nối B 69 Hình 3.23: Cần số đặt vị trí S 69 Hình 3.24: Bảng đồng hồ táp lơ 69 Hình 3.25: Tăng ga 70 Hình 3.26: Màn hình táp lơ hiển thị động chạy số 70 Hình 3.27: Màn hình táp lơ hiển thị động chạy số 71 Hình 3.28: Màn hình táp lơ hiển thị động chạy số 72 Hình 3.29: Màn hình táp lơ hiển thị động chạy số 72 Hình 3.30: Màn hình táp lơ hiển thị động chạy số 73 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Cách đo đạc vị trí P N [7] 61 Bảng 2: Đo đạc vị trí cần số R [7] 61 Bảng 3: Đo đạc vị trí D, S [7] 62 Bảng 4: Dạng sóng (điều khiển ly hợp điện từ số SL2) [7] 63 Bảng 5: Dạng sóng (kích vào kiểm tra điện từ SLU) [7] 64 Bảng 6: Dạng sóng (mạng cảm biến truyền NT) [7] 65 Bảng 7: Dạng sóng (cảm biến truyền cách mạng SP2) [7] 65 Bảng 8: Dạng sóng (kiểm tra chân điện tử số SL1) [7] 66 Bảng 9: Dạng sóng (dịng điện điều chỉnh áp suất từ ASSY SLT) [8] 66 Bảng 10: Kết đo điện áp 73 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, ngành vận tải ô tô phát triển với tốc độ cao, nhiều kiểu dáng mẫu mã hợp thị hiếu khách hàng Ở Việt Nam, xe bắt đầu sử dụng rộng rãi Tuy nhiên nhu cầu lại người chưa thỏa mãn Do hãng sản xuất xe không ngừng cải tiến, ứng dụng đưa thành tựu khoa học kỹ thuật, ngành thiết kế chế tạo ô tô nhằm làm tăng độ an toàn cho xe, làm gọn nhẹ hệ thống điện động cơ, bền đẹp hợp lý Những cải tiến nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao người quy định khắt khe an tồn bảo vệ mơi trường Ô tô ngày trở nên quen thuộc sống đại ngày này, trở thành phương tiện lại phổ biến người Để tạo nên tơ hồn thiện u cầu nhiều cơng nghệ khác khí, điện, điện tử bên cạnh cịn có cơng nghệ vật liệu, hóa học, nhiệt… ngày công nghệ thông tin tất kết hợp lại Những ô tô ngày khác xa so với xe kỷ trước, với nhiều cải tiến công nghệ từ động cơ, nhiên liệu, hệ thống điều khiển v.v… Với mục đích làm quen với cơng tác nghiên cứu khoa học, củng cố mở rộng thêm kiến thức chuyên môn Em giao đề tài: “Nghiên cứu hộp số Toyora 4GR-FSE ứng dụng xây dựng thực hành hệ thống truyền động tơ” Trong q trình thực đề tài em thầy Trần Trung Dũng tận tình dẫn tạo điều kiện thuận lợi mặt tinh thần tài liệu tham khảo Mặc dù cố gắng để hoàn thành đề tài bước đầu làm quen với mô hình thực tế, trình độ thân cịn nhiều hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi sai sót Rất mong thơng cảm góp ý thầy,cơ bạn để đề tài hồn thiện Qua em xin cám ơn thầy Trần Trung Dũng giúp đỡ em hoàn thành đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ  Định nghĩa hộp số ô tô Hộp số hệ thống gồm nhiều cặp hay bánh ăn khớp với nhau, sử dụng để truyền mô men xoắn từ động tới bánh xe chủ động tơ Ngày nay, ngồi hộp số tay truyền thống, thêm loại hộp số tự động, số ly hợp hay vô cấp Mô men quay sinh động không đổi Tuy nhiên khởi động lên dốc xe địi hỏi mơ men quay phải lớn hơn, cịn xe chạy tốc độ cao mô men quay lớn lại không cần thiết Hộp số cung cấp để giải vấn đề cách thay đổi tổ hợp bánh (thay đổi tỷ số truyền) nhằm biến công suất đầu động thành mô men quay tốc độ quay phù hợp với điều kiện xe chạy Một chiếu ô tô tổng thể gồm hàng ngàn chi tiết kiết hợp với Tuy nhiên, vài phận ngàn chi tiết điều khiển hoạt động xe, chúng đóng vai trị quan trọng phần cịn lại Hộp số phận quan trọng tơ Thiếu nó, chiều xe bạn di chuyển 1.2 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.2.1 Công dụng  Tăng mô men dẫn động bánh xe ôtô khởi động leo dốc  Dẫn động bánh xe đạt tốc độ cao cần thiết  Đảo chiều chuyển động ôtô  Cắt chuyển động từ động đến bánh xe chủ động (tay số N) 1.2.2 Phân loại hộp số + Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền, hộp số chia thành: hộp số có cấp hộp số vơ cấp + Theo loại hộp số gồm: số sàn, số tự động, hộp số ly hợp kép a Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền 10 Bảng 9: Dạng sóng (dịng điện điều chỉnh áp suất từ SLT) [8] Hạng mục Nội dung Đo thiết bị đầu cuối SLT+ → SLT(B35-B34) V/DIV Time/DIV 5V/DIV 1ms/DIV Điều kiện đo lường Khi tốc độ động chế độ chờ Hình 3.19: Dạng sóng SLT [7]  Kết luận: Sau đo đạc thông số liên quan tới điều khiển hộp số ta so sánh với thơng số theo lý thuyết đưa kết luận theo thông số thực tế lý thuyết Nếu kết đo điện áp tiêu chuẩn nằm khoảng điện áp tiêu chuẩn bảng đo đạc máy hoạt động bình thường Và khác máy xảy lỗi lúc ta cần dùng máy G-SCAN để kiểm tra lỗi Bài thực hành số 3: Kiểm tra thông số điều khiển hộp số tay số vị trí S thực chuyển số tay 103  Mục đích thực hành Giúp người học kiểm tra điệp áp động động hoạt động cần số S, D Sự chuyển số tăng tốc giảm tốc  Dụng cụ đo  Dùng đồng hồ số  Dây nối hai đầu Hình 3.20: Đồng hồ số 104  Các bước thực Bước 1: Cực âm đồng hồ nối với chân số cổng kết nồi B Hình 3.21: Thao tác nối cực âm đồng hồ số với cổng kết nối B Bước 2: Cực nối với chân B16, B17, B18, B19 B2 105 Hình 3.22: Thao tác nối cực dương đồng hồ số với cổng kết nối B Bước 3: Đặt cần số vị trí S Hình 3.23: Cần số đặt vị trí S Bước 4: Quan sát hình táp lơ xem tay số 106 Hình 3.24: Bảng đồng hồ táp lơ Bước 5: Thực tăng ga từ từ 107 Hình 3.25: Tăng ga Bước 6: Đo điện áp số thay đổi chân từ B16-B19 B2 108 Hình 3.26: Màn hình táp lơ hiển thị động chạy số Bước 7: Đo điện áp số thay đổi chân từ B16-B19 B2 109 Hình 3.27: Màn hình táp lô hiển thị động chạy số Bước 8: Đo điện áp số thay đổi chân từ B16-B19 B2 110 Hình 3.28: Màn hình táp lơ hiển thị động chạy số Bước 9: Đo điện áp số thay đổi chân từ B16-B19 B2 111 Hình 3.29: Màn hình táp lô hiển thị động chạy số Bước 10: Đo điện áp số thay đổi chân từ B16-B19 B2 112 Hình 3.30: Màn hình táp lơ hiển thị động chạy số Bảng 10: Kết đo điện áp Số S4 (B16) S3 (B17) S2 (B18) S1 (B19) SR (B2) 0V 13,6V 12,8V 0V 12,7V 12,8V 12,8V 12,6V 12,6V 12,8V 0V 13V 0V 12,83V 12,8V 0V 0V 0V 12,81V 12,8V 0V 0V 0V 12,81V 0V 0V 0V 0V 12,81V 0V Bước 11: Ghi kết đưa nhận xét  Kết luận: Bài thực hành giúp sinh viên đo điện áp từ chân từ 113 B16 đến B19 thông qua cổng kết nối B modul 4GR-FSE số từ đến 114 KẾT LUẬN Đề tài trình bày vấn đề hộp số tự động 4GRFSE từ tổng quát đến cụ thể Phần tổng quan hệ số tự động trình bày số vấn đề nguyên lý truyền khuếch đại mô men Các phận biến mô thủy lực, sở lý thuyết phân loại cấu hành tinh , hệ thống điều khiển hộp số tự động có nhìn tổng quan hộp số tự động giúp dễ dàng sâu vào khảo sát hộp số tự động thực tế Khảo sát hộp số tự động 4GR-FSE giúp nắm bắt thêm kết cấu nguyên lý làm việc hộp số tự động cụ thể chế tạo tỉ số truyền cấu hành tinh kết hợp hoạt động phanh, ly hợp, hệ thống điều khiển thủy lực van thủy lực bố trí hệ thống điều khiển với sơ đồ điều khiển dãy số tay số khác Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ vi xử lý tin học với vai trò dẫn đường nên hộp số đại ngày phát triển theo xu hướng này, kết cấu khí khơng thay đổi nhiều hệ thống điều khiển chuyển số sử dụng cảm biến điểu khiển điện tử sử dụng ECU Do khắc phục điểm yếu thời gian chậm tác dụng dài quán tính lớn hệ thống lực nên điều khiển xác thời điểm chuyển số đảm bảo vận hành ô tô hiệu kinh tế 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] T.S Nguyễn Hồng Việt “Chun đề tơ “, Đà Nẵng,2006 [2] Th.S Lê Văn Tụy “Hướng dẫn thiết kế ô tô “, Đà Nẵng, 2006 [3] T.S Nguyễn Khắc Trai “Cấu tạo hệ thống truyền lực ô tô con”, Hà Nội, 1999, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật [4] Nguyễn Hữu Cần-Phan Đình Kiên “Thiết kế tính tốn tơ máy kéo “, Hà Nội, 1997, Nhà Xuất Bản Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp [5] Công ty Toyota Việt Nam, “Tài liệu giảng dạy “, Thành phố Hồ Chí Minh, 2004 [6] Bộ mơn công nghệ ô tô hệ thống cảm biến “Cấu trúc ô tô”, Thái Nguyên, 2014 [7] Tài liệu “AT21 Automatic Transmission Diagnosis” Toyota, 2009 116 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 117 ... hoàn thành đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỘP SỐ TRÊN Ô TÔ  Định nghĩa hộp số ô tô Hộp số hệ thống gồm nhiều cặp hay bánh ăn khớp với nhau, sử dụng để truyền mô men xoắn từ động tới bánh xe chủ động. .. tiếng + Hộp số vô cấp chia theo: - Hộp số thủy lực (hộp số thủy tĩnh, hộp số thủy động) - Hộp số điện - Hộp số ma sát b Theo loại hộp số 12 + Hộp số tay (số sàn) Đặc điểm hộp số tay hay gọi số sàn... từ động đến bánh xe chủ động (tay số N) 1.2.2 Phân loại hộp số + Theo phương pháp thay đổi tỷ số truyền, hộp số chia thành: hộp số có cấp hộp số vô cấp + Theo loại hộp số gồm: số sàn, số tự động,